Após um descarte industrial, uma equipe de monitoramento encontrou concentração de Zn2+ igual a 0,010 mg·L-1…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Após um descarte industrial, uma equipe de monitoramento encontrou concentração de Zn2+ igual a 0,010 mg·L-1 em um rio. No local, o pH da água era 8,2. Para avaliar a possibilidade de formação de Zn(OH)2(s), considere apenas o equilíbrio de solubilidade Zn(OH)2(s) ? Zn2+(aq) + 2 OH-(aq), cujo produto de solubilidade é Kps = 3,0 × 10-17. Admita pOH = 14 - pH, [OH-] = 10-pOH e massa molar do zinco igual a 65,4 g·mol-1. Com base nos dados do monitoramento, determine a concentração máxima de Zn2+ que pode permanecer dissolvida nesse pH e conclua se a concentração encontrada indica precipitação de Zn(OH)2.
- A) A concentração máxima é aproximadamente 0,78 mg·L−1; como 0,010 mg·L−1 é menor, ocorre precipitação de Zn(OH)2.
- B) A concentração máxima é aproximadamente 0,78 mg·L−1; como 0,010 mg·L−1 é menor, a precipitação depende de comparar apenas o pH.
- C) A concentração máxima é aproximadamente 0,78 mg·L−1; como 0,010 mg·L−1 é menor, o Zn(OH)2 precipita até atingir esse valor.
- D) A concentração máxima é aproximadamente 0,012 mg·L−1; como 0,010 mg·L−1 é menor, não ocorre precipitação de Zn(OH)2.
- E) A concentração máxima de Zn2+ dissolvida é aproximadamente 0,78 mg·L−1; como a concentração encontrada, 0,010 mg·L−1, é menor que esse valor, não ocorre precipitação de Zn(OH)2.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule o pOH: pOH = 14 - 8,2 = 5,8. Passo 2: Calcule a concentração de OH-: [OH-] = 10^-5,8, o que dá aproximadamente 1,58 x 10^-6 mol/L. Passo 3: Como o Kps = [Zn2+][OH-]^2, a concentração máxima de Zn2+ dissolvida é [Zn2+] = Kps / [OH-]^2 = 3,0 x 10^-17 / (1,58 x 10^-6)^2, que dá aproximadamente 1,19 x 10^-5 mol/L. Passo 4: Converta para massa: 1,19 x 10^-5 mol/L x 65,4 g/mol = 7,8 x 10^-4 g/L, ou seja, cerca de 0,78 mg/L. Passo 5: Compare com a concentração encontrada. Como 0,010 mg/L é bem menor que 0,78 mg/L, a solução não está supersaturada em relação ao Zn(OH)2 e não há precipitação. Conclusão: a alternativa E está correta, em acordo com o gabarito. A alternativa A está errada porque inverte a conclusão: a precipitação só ocorre quando a concentração ultrapassa o máximo. A alternativa B está errada porque a precipitação depende do produto iônico comparado ao Kps, não apenas do pH. A alternativa C está errada porque, abaixo do limite, não há precipitação alguma, e não existe um processo que leve a concentração até 0,78 mg/L. A alternativa D está errada porque o valor 0,012 mg/L não corresponde ao cálculo correto de 0,78 mg/L.
💡 Dica: Calcule [OH-] e compare com Ksp para determinar a precipitação.
Alternativa por alternativa
O aluno pode até calcular corretamente 0,78 mg/L, mas acredita que uma concentração abaixo do limite máximo gera precipitação. Ele inverte a lógica do produto de solubilidade.
O aluno acredita que a precipitação depende apenas do pH, ignorando que a comparação correta é entre o produto iônico e o Kps.
O aluno entende que, ao ser atingido o limite de 0,78 mg/L, o precipitado se forma até esse valor. Ele mistura o conceito de concentração máxima dissolvida com a ideia de precipitar até esse ponto, quando na verdade a precipitação só ocorre se a concentração encontrada ultrapassar esse limite.
Por que engana: Confundir a solubilidade do Zn(OH)2 com a concentração de Zn2+ já presente na solução, levando a conclusão errada sobre precipitação.
O aluno chega à conclusão correta de que não há precipitação, mas calcula a concentração máxima de forma errada (0,012 mg/L), possivelmente por erro na elevação de [OH-] ao quadrado ou na conversão de mol/L para mg/L.
No pH 8,2, o pOH é 5,8 e [OH−] = 10−5,8 ≈ 1,58 × 10−6 mol·L−1. No equilíbrio, Kps = [Zn2+][OH−]². Assim, [Zn2+] = (3,0 × 10−17)/(1,58 × 10−6)² ≈ 1,20 × 10−5 mol·L−1. Convertendo para mg·L−1: 1,20 × 10−5 × 65,4 × 1000 ≈ 0,78 mg·L−1. Como a concentração medida é inferior à concentração de saturação, o produto iônico é menor que o Kps e não há precipitação.
Raio-X da questão
solubilidade de Zn(OH)2
avaliacao
solubilidade de compostos · cálculo de pH e pOH
Revisar os conceitos de solubilidade e produto de solubilidade (Ksp).
Confundir a solubilidade do Zn(OH)2 com a concentração de Zn2+ já presente na solução, levando a conclusão errada sobre precipitação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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